ANTARCTIC (published version: CM197)

Temperatura e pressione alla base antartica Amudsen-Scott /South Pole)

Franco Zavatti

La base è stata costituita nel 1956, in occasione dell'anno geofisico internazionale (IGY) e ha prodotto (tra le altre, numerose, ricerche) dati meteorologici dal 1957 al 2010. Dal 1975 al 2010 la sede principale è stata trasferita in una "cupola geodetica" e, ad iniziare dal 2008, è stata costruita la nuova (ed attuale) sede, modulare per permettere variazioni nel personale, e con accorgimenti tali da favorire l'asportazione da parte del vento degli accumuli di neve.

I dati meteorologici "storici" sono disponibili al CDIAC (Carbon Dioxide Information Analysis Center) seguendo il link doi:10.3334/CDIAC/cli.ndp032, ma nei giorni in cui questo post è stato preparato (15-25 ottobre 2021) era ancora in svolgimento la transizione dei dati al link di ESS-DIVE che spero sia stata completata alla data di pubblicazione. I dati originali sono disponibili nel sito di supporto (tmax.dat, tmed.dat, tmin.dat) mentre i dati usati qui sono tmax-mo.dat, tmin-mo.dat, tmed-mo.dat che contengono i valori mensili (-mo) seguiti dalle medie annuali, dal 1957 al 1999 (43 anni). Alla temperatura di South Pole si aggiunge, con lo stesso schema, la pressione atmosferica (press-mo.dat).
I grafici delle medie mensili e annuali sono disponibili nel sito di supporto mentre quelli delle sole medie annuali, raggruppate, sono presentati in figura 1.
Fig.1: Temperature annuali alla base Amudsen-Scott (massima, media e minima) e rispettivi fit lineari. Pendenza e p-value sono indicati nei singoli quadri. Versione pdf

Sono mostrati anche i fit lineari dai quali si vede che la temperatura massima è rimasta costante in media mentre quella minima è diminuita; la temperatura media si è comportata di conseguenza ed è anch'essa in diminuzione.

In figura 2 sono raggruppati gli spettri Lomb (nelle serie, alcuni dati mancano) con i rispettivi ingrandimenti della parte di maggiore frequenza. Un confronto diretto tra i periodi dei massimi spettrali si trova nella successiva tabella 1.
Fig.2: Spettri Lomb delle serie di temperatura di figura 1 e rispettivi ingrandimenti delle sezioni di alta frequenza. Un riassunto dei periodi è riportato in tabella 1. Versione pdf

L'aspetto che appare maggiormente evidente è la presenza dei massimi spettrali ENSO-like (periodo 2-10 anni): è difficile immaginare un'influenza diretta delle acque del Pacifico al centro del continente antartico ma certamente le teleconnessioni tramite la circolazione atmosferica hanno un peso determinante, anche osservando che questi massimi spettrali hanno potenze tra le maggiori di tutti gli spettri.

Table 1: Periods (yr) of spectral maxima of South Pole annual temperature series.
Tmax21.719.58.15.63.52.72.11.40.67
Tave25.614.610.24.83.72.82.11.60.67
Tmin---13.98.55.63.72.72.01.60.98

La serie della pressione di South Pole disponibile al CDIAC è mostrata in figura 3 insieme al suo spettro Lomb. Il filtro passa basso mostra la natura oscillante, con periodo di ~18-19 anni come evidenziato dal massimo principale dello spettro, della pressione, accompagnata dalla costanza della pressione media
Fig.3: Pressione a South Pole e spettro Lomb. Nel quadro superiore è riportato anche il filtro passa basso di finestra 10 punti (4.3 anni, linea viola) che mette in evidenza la natura oscillante di questa grandezza pur nell'ambito di una quasi-costanza media. Lo spettro dei quadri inferiori mostra ancora l'influenza de El Nino, come lo spettro della temperatura.

Raggruppo i massimi spettrali in tabella 2 in modo da facilitare i confronti.

Table 2: Periods (yr) of spectral maxima of South Pole annual pressure series.
Pressure19.510.88.16.54.93.83.32.72.01.35

Anche la pressione presenta massimi spettrali comuni con la serie di temperatura e questo a mio parere conferma la presenza delle teleconnessioni citate in precedenza.

Lazzara et al., 2012
Un lavoro di Lazzara et al., 2012, citato da Massimo Lupicino su CM nel suo post http://www.climatemonitor.it/?p=55829, analizza gli stessi dati, estesi al 2010. Purtroppo non sono riuscito a reperire le serie numeriche e quindi le ho digitalizzate dalle sue figure 6 (temperatura media) e 9 (pressione atmosferica media). La temperatura, insieme allo spettro, è mostrata in figura 4.
Fig.4: Serie annuale di temperatura media a South Pole e suo spettro Lomb, digitalizzata dalla figura 6 di Lazzara et al., 2012.

Per poter permettere un confronto con le tabelle precedenti, esprimo nella stessa forma i massimi spettrali di questa serie

Table 3: Periods (yr) of spectral maxima of South Pole annual temperature series, digitized from Lazzara et al 2012.
Tave25.6---8.05.84.42.82.1---0.46

da cui si vede che i periodi sono simili. Allora, avendo a che fare con gli stessi dati su due estensioni temporali, è possibile verificare la bontà della digitalizzazione; si può osservare, per le parti comuni, in questa figura, che sono presenti alcune differenze dovute anche al passo di digitalizzazione (oltre che alla precisione con cui si scelgono i punti) che in questo caso è di 5 pixel, sufficienti ad escludere alcuni massimi e minimi relativi e quindi a mostrare le diversità osservate.

La pressione fino al 2010, derivata dalla figura 9 di Lazzara et al., 2012 è in figura 5, mentre i massimi spettrali sono in tabella 4
Fig.5: Serie annuale di pressione media a South Pole e suo spettro Lomb, digitalizzata dalla figura 9 di Lazzara et al., 2012.

Table 4: Periods (yr) of spectral maxima of South Pole annual pressure series, digitized from Lazzara et al 2012.
Pressure21.3---8.05.84.63.32.82.10.42

Le serie complete di temperatura e pressione (MET READER)
Le serie complete (1957-2021) di South Pole sono disponibili presso La British Antarctic Survey (BAS) che mantiene i dati di molte altre stazioni australi (il link ai file numerici si trova in fondo ad ogni pagina web e la sua presenza non è facilmente immaginabile). I valori di questo sito, che mostro nelle figure 6÷9, sono indicati dal prefisso met (es. mett o met-temp per la temperatura e metp o met-press per la pressione).
Fig.6: Serie mensile e annuale di temperatura superficiale alla base Amudsen-Scott. Nel quadro inferiore sono mostrati il fit lineare dell'intera serie annuale (verde) e quello dal 2001 al 2020 (blu).

Fig.7: Serie mensile e annuale di pressione atmosferica nella base Amudsen-Scott. Nel quadro inferiore sono mostrati i fit lineari dell'intera serie (verde) e dal 1976 al 1999 (blu).

Fig.8: Spettro Lomb della temperatura superficiale alla base Amudsen-Scott.

Fig.9: Spettro Lomb della pressione atmosferica alla base Amudsen-Scott.
Table 5: Periods (yr) of South Pole annual temperature and pressure spectral maxima (met). In parenthesis low-power peaks.
Temperature14.8------7.65.54.74.3---3.42.82.11.951.6---0.88---
Pressure18.2(11.1)(9.4)7.85.6------3.83.32.82.11.931.351.060.950.68

Temperatura e pressione media dell'Antartide
Sempre al CDIAC, si trova, con il nome di table2.txt, la temperatura media mensile dell'Antartide sotto forma di anomalia rispetto al periodo 1961-90. Il file usato nel post, derivato da table2.txt, è meant-mo.dat, mostrato in figura 8
Fig.10: Serie mensile e annuale di temperatura superficiale media nell'intero continente antartico. Nel quadro inferiore sono mostrati il fit lineare dell'intera serie (verde) e quello dal 1957 al 1975 (blu).

A differenza di quanto succede a South Pole, la temperatura media superficiale dell'intero continente mostra una tendenza a salire. Con un'operazione discutibile a causa della scelta arbitraria dell'anno/valore iniziale della sottoserie, cerco di mostrare (fit lineare di colore blu, poco significativo, come si vede dal p-value) che la salita, dopo il 1976, subisce un rallentamento che porta le temperature a non crescere ulteriormente, anche se all'interno di ampie variazioni. Un modo diverso di analizzare la serie è quello di osservare, ad esempio nei dati filtrati del quadro superiore (linea rossa), la presenza di almeno tre punti di interruzione (break points): 1960, 1976, 1993 circa, che rappresentano la fine di un precedente periodo di crescita e l'inizio di uno nuovo che però parte da una temperatura più bassa, anche di un grado o più in uno o due anni, rispetto alla parte finale del periodo precedente. Quest'ultimo modo di descrivere la serie trova riscontro nello spettro (figura 9), in cui uno dei massimi principali ha il periodo di 17.5 anni, praticamente la distanza tra i tre break points.
Fig.11: Spettro Lomb della serie di anomalia annuale media in Antartide.

Anche in questo caso riporto i massimi spettrali

Table 6: Periods (yr) of South Pole annual pressure spectral maxima, digitized from Lazzara et al 2012.
Pressure17.5---8.15.64.9---3.3---2.01.431.210.85

e osservo che i periodi dei massimi ENSO-like sono largamente gli stessi presenti nelle altre serie, a denotare ulteriormente l'influenza dell'oscillazione del Pacifico equatoriale sull'intero continente.

Non sarebbe necessario farlo notare, ma quanto descritto in questo post è in netto contrasto con l'ipotesi di una temperatura continuamente crescente su tutto il globo, condizionata da un'altrettanto sempre crescente (per colpa dell'uomo) concentrazione di CO2, gas ben distribuito nell'intera atmosfera planetaria.

E, dimenticavo: tirare in ballo le fluttuazioni climatiche naturali (locali o meno), come si legge nel citato post di Massimino su CM in riferimento all'articolo di Clem et al., 2020 (che scrivono: " decadal variability exceeds the anthropogenic signal by a factor of three, further supporting our conclusions that extreme decadal variability has masked anthropogenic warming across interior Antarctica during the twenty-first century"), solo quando fa comodo ad una narrativa, aprioristicamente assunta come vera e indiscutibile, non è una pratica scientificamente corretta.

Bibliografia

  • Clem, Kyle R., Fogt Ryan L., Turner John, Lintner Benjamin R., Marshall Gareth J., Miller James R., Renwick James A: Record warming at the South Pole during the past three decades. . Nature Climate Change, 10, 762-770, 2020. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0815-z
  • Matthew A. Lazzara, Linda M. Keller, Timothy Markle, John Gallagher: Fifty-year Amundsen–Scott South Pole station surface climatology , Atmospheric Research, 118, 240-259, 2012. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.06.027

    Tutti i dati e i grafici sono disponibili al sito di supporto


    23.10.21